某同学设计了测定空气中氧气含量的实验.实验装置如图．该同学的实验步骤如下:①将图中的集气瓶分为5等份.并作好标记．②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷.将导管上的止水夹夹紧.在酒精灯上点燃红磷.并立即伸入集气瓶内.塞紧橡皮塞．③充分反应后.待集气瓶冷却至室温.打开止水夹．请回答下列问题:(1)该实验中红磷需稍过量.目的是为了充分消� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该同学的实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹．
请回答下列问题：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是为了充分消耗集气瓶中的氧气
（2）步骤②集气瓶中的现象是红磷继续燃烧，产生大量白烟，一会熄灭，步骤③中打开止水夹后观察到的现象是水进入集气瓶，进入的水约占集气瓶容积的，由此可得出空气中氧气的体积分数约为$\frac{1}{5}$．．据此可证实空气中氧气与氮气的体积比大约为1：4．
（3）该实验可推论出氮气难（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质有不燃烧也不支持燃烧
（4）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？为什么？不能（填“能”或“不能”）成功，原因是炭粉燃烧生成气体二氧化碳，瓶内气体压强不会减少．

分析（1）根据测定空气中氧气含量实验的原理和注意事项分析；
（2）根据红磷的燃烧结合压强知识分析，红磷与氧气反应生成固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶；
（3）根据实验的现象分析氮气的性质．
（4）根据测定空气中氧气含量实验的原理和木炭燃烧的产物分析回答．

解答解：（1）红磷与氧气反应，生成了五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，所以红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗．
（2）步骤②集气瓶中的现象是红磷继续燃烧，产生大量白烟，一会熄灭，步骤③中打开止水夹后观察到的现象是水进入集气瓶，进入的水约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$，由此可得出空气中氧气的体积分数约为$\frac{1}{5}$，氮气的体积约为空气的$\frac{4}{5}$．据此可证实空气中氧气与氮气的体积比大约为1：4；
（3）剩余的气体主要是氮气，由水进入瓶内占$\frac{1}{5}$，不再继续进入，说明氮气难溶于水，由红磷的熄灭说明了氮气的化学性质是：不燃烧也不支持燃烧；
（4）因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，集气瓶内的气体没有减少，不能测定空气中氧气的含量，所以实验中不能用木炭代替红磷．
故答为：（1）为了充分消耗集气瓶中氧气；
（2）红磷继续燃烧，产生大量白烟，一会熄灭；
水进入集气瓶，进入的水约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$.1：4；
（3）难，不燃烧也不支持燃烧；
（4）不能，炭粉燃烧生成气体二氧化碳，瓶内气体压强不会减少．

点评选择消耗氧气的物质时，应该是该物质只能够和空气中的氧气反应，生成物是固体，并且要足量．